落叶松人工林凋落物与土壤肥力变化的研究

以东北东部山区帽儿山实验林场落叶松人工林作为研究对象,从林地凋落量、林地凋落物归还量、凋落物层现存量以及土壤理化性质的变化等方面,研究了经抚育间伐后不同年龄阶段同一落叶松林分土壤肥力的变化以及间伐与未间伐林分土壤理化性质的差异．结果表明,落叶松人工林凋落量和以凋落物形式归还于林地的营养元素呈现出随年龄增加而增长的总趋势．经抚育间伐后,由于阔叶树种的引入使凋落物的组成结构发生变化,凋落物层的分解率逐步提高,加速了凋落物中营养物质的释放和归还,减缓了凋落物积累与分解的矛盾,提高了落叶松人工林的土壤肥力．１５年间土壤有机质、全Ｎ和全Ｐ２Ｏ５平均值分别增长了３５２．００％、２２５．５３％和３４．９６％．间伐后的落叶松人工林土壤的理化性质得到不同程度的改善．     

杉木人工林下杉木、楠木和木荷叶凋落物分解特征及营养元素含量变化的动态分析

采用网袋法,对0～360 d内杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb. ) Hook. ]、楠木[Phoebe bournei (Hemsl. ) Yang]和木荷(Schima superba Gardn. et Champ. )叶凋落物在杉木人工林下的分解特征及营养元素(N、P、K和C)含量的变化动态进行了比较分析.结果显示,经过360 d的分解,杉木、楠木和木荷叶凋落物的干质量损失率分别为40.6%、42.0%和51.6%,平均腐解率分别为0.001 3、0.001 6和0.002 0 d-1,叶凋落物的分解半衰期分别为537、482和372 d.在整个分解过程中,3个树种叶凋落物中P含量总体上均呈波动且缓慢的上升趋势;K含量在分解过程前期均急剧下降,然后随分解时间的延长变化趋缓;N含量变化差异较大,随分解时间的延长,杉木叶凋落物中N含量呈缓慢上升趋势,另外2个树种叶凋落物中N含量总体上呈先下降后上升的变化趋势;C含量基本上呈前期上升、中期下降、后期又略有上升的趋势,而C/N比则呈前期略上升而后期逐渐下降的趋势.3个树种叶凋落物分解过程中N、P、K和C的释放率及其动态变化也存在一定差异.3个树种叶凋落物中K的释放率均较高、变化趋势较接近,且均处于净释放状态;杉木叶凋落物中N、P和C的释放率总体上低于另2个树种,且木荷叶凋落物中N、P和C基本均处于单调净释放状态,而杉木叶凋落物中N、P和C以及楠木叶凋落物中P和C在分解过程前期均略呈净富集状态,之后N和C基本上呈净释放状态、P则呈波动式净释放状态.结果表明,在杉木人工林下,阔叶树种(楠木和木荷)叶凋落物比针叶树种(杉木)叶凋落物易分解,且阔叶树种叶凋落物中的营养元素也较易释放.     

增温对亚热带杉木枝和叶凋落物理化性质的影响

在区域尺度上,凋落物的底物性质是决定其分解速率的关键因素。本研究以亚热带杉木人工林为对象,通过埋设电缆进行土壤增温,分析气候变暖对杉木枝、叶凋落物理化性质的影响。结果表明: 经过5年的土壤增温试验(4 ℃),杉木枝凋落物的氮(N)、磷(P)含量和可萃取物含量分别增加35.2%、40.8%、7.6%,叶凋落物分别增加41.2%、45.9%、5.9%;枝凋落物的碳(C)含量、纤维素含量和C/N分别降低5.1%、11.6%、28.8%,叶凋落物分别降低5.3%、11.3%、33.3%。土壤增温导致杉木叶凋落物的比叶面积提高29.8%,抗拉强度减小40.7%,但增温对杉木枝和叶凋落物木质素含量和pH值无显著影响。¹³C NMR和红外光谱分析显示,增温后杉木凋落物中氨基酸、多糖、多酚和脂肪族化合物含量变化显著,而且在不同器官凋落物之间有所差别,表现为多糖类物质只在叶凋落物中显著增加,枝凋落物中氨基酸的增加量大于叶凋落物。土壤增温显著改变了杉木枝、叶凋落物的理化性质, N、P养分含量的提高以及抗拉强度减小等特征可能加速初期凋落物的分解速率,而由于复杂大分子化合物的增多,后期凋落物的分解速率可能较慢。     

关帝山华北落叶松林凋落物分解过程及其养分动态

采用野外凋落物收集器法和埋置凋落物分解袋法,对关帝山林区华北落叶松林凋落物的数量和组成、年凋落过程、不同埋置层凋落叶分解速率和营养元素动态进行了分析.结果表明:华北落叶松林年凋落物总量为19.15 t · hm-2 · a-1,其中树叶占35.7%,树枝占54.4%,花果占6.7%,树皮和杂物占3.1%.凋落物逐月动态变化为单峰型,10月为年凋落量高峰期,但各成分的凋落进程不同.华北落叶松林凋落物残留量均值为9.803t/hm2,凋落物分解常数为1.95;凋落叶在不同埋置层的分解失重率有明显差异,凋落叶的周年平均失重率29.82%,分解半衰期1.5～2a,分解95%需7～9a;凋落叶分解过程中,氮磷钾元素含量表现出不同的动态过程,其中氮素的年动态变化总体上属于富集过程,到后期开始出现下降,磷素的年动态变化表现为7月份前下降,之后出现快速富集,到生长季末期富集过程变缓,钾素的年动态变化表现为持续下降过程,不出现富集过程.     

大熊猫栖息环境的森林凋落物动态研究

本文以王朗自然保护区冷杉、云杉暗针叶林为对象,在定位测定森林凋落量及其动态和枯枝落叶贮量的基础上,研究了凋落物分解速率及其主要营养元素含量的变化,结果表明：(1)地表枯枝落叶总贮量变化在30.0—91.8t／ha,其中未分解层4.9—17.8,半分解层11.5—19.7,腐殖质层13.6—57.3t／ha。(2)森林凋落的枯枝落叶量因林型不同而略有差异,平均为2.8 t／ha·yr,其凋落高峰期分别在生长季开始的5月和生长季末的10月。(3)每年以凋落物形式返回林地的养分,氮为35.5kg／ha、磷为5.7kg／ha、钾为7.0kg／ha、镁为6.8kg／ha、钙为62.9kg／ha。(4)森林各种凋落物的混合物年分解率为0.3041g／g。95%的凋落物被分解需时约10年,在分解一段时间后,凋落物中的氮、钙、镁含量略有上升,钾明显减少,而磷含量变化不大。(5)森林凋落物的混合物腐解过程中,养分释放速率大小的顺序为：K>P>Mg>Ca>N,大熊猫主食竹的凋落叶则为：K>N>Ca>Mg>P。     

滇中常绿阔叶林及云南松林枯落物的初步研究

本文以滇中高原为背景。研究了通海秀山常绿阔叶林及云南松林的凋落物的数量、组成、季节变化规律、营养元素(N、P、K、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe)含量、以及林地枯枝落叶层的现量,研究结果表明滇中地区森林的年凋落量是较大的,营养元素含量及贮量也是丰富的。两类森存林的凋落规律相似,常绿阔叶林的凋落量、营养元素含量及其贮量都大于云南松林,但两类森林的枯枝落叶现存量则相接近,说明常绿阔叶林的物质循环周期较云南松林短。文章提出为了提高森林土壤肥力、加快生物循环过程,增加生物产量,要注意保存林地内还原于土壤中的所有凋落物。     

黄土丘陵区主要林分生物量及营养元素生物循环特征

以黄土丘陵区子午岭为研究区域 ,用标准木法和收获法对暖温带森林优势群落辽东栎林、油松林及刺槐人工林的生物量、营养元素生物循环量及循环特征进行了研究。结果表明 :黄土丘陵区子午岭油松林、辽东栎林和刺槐人工林 3林分总生物量为 :86 .2 4 7、12 9.0 0 5 t/ hm2和 14 4 .795 t/ hm2 ,乔木层生物量分别为 :85 .2 2 3、12 6 .989t/ hm2和 14 2 .4 88t/ hm2 ,随群落针阔树种转化替代 ,群落总生物量呈现明显的增加趋势。年均生长量为 3.2 75～ 5 .6 99t/ hm2。生物量和年生长量排序为刺槐人工林 >辽东栎林 >油松林。 3林分林下植被层生物量、凋落物贮量表现为刺槐林 >辽东栎林 >油松林 ,林下植被层生物量的差异主要是由林分郁闭度和林下凋落物的不同引起的 ;刺槐林和辽东栎林林下植被层发达的根系和较高的凋落物量有利于提高土壤肥力、保持水土。同化器官的各种元素含量高于其它器官 ,茎中营养元素的含量最低。乔木层营养元素积累量分别为 :0 .74 5、1.378t/ hm2和 1.80 5 t/ hm2 。不同林分不同营养元素的积累量差别较大。因采伐而引起的 3林分林地养分流失量分别达 6 5 .4 5 %、5 3.76 %和 2 5 .1%。 3林分林下植被层和凋落物层的营养元素积累量排序为 :刺槐林 >辽东栎林 >油松林。凋落物营养元素贮     

川西亚高山林线交错带植被凋落物量及养分归还动态

从2006—2008年,研究了川西亚高山林线交错带群落凋落物产量及N、P、K、Ca和Mg主要养分归还动态。结果表明:林线交错带植被凋落物年产量为389.83kg.hm-2.a-1,5种主要养分年归还量总量为15.82kg.hm-2.a-1,归还量排序为Ca>N>K>Mg>P。其中,叶、枝和其他混合杂物分别占凋落物总量的72.2%、17.9%和9.9%,占养分归还总量的87.4%、7.0%和5.6%。凋落物各组分及养分归还月动态均呈单峰曲线型变化,叶高峰期在9月,而枝、杂物则在10月。凋落物养分含量季节动态因不同凋落物组分和养分元素而异。叶凋落物中N、P、K和Mg含量在生长高峰的6、7月较高,而Ca含量较低;枝凋落物各元素含量总体上月变化不显著,其他混合杂物各元素含量6与10月相对较高,其余各月则无显著差异。     

基于CO2FIX模型的华北落叶松人工林碳循环过程

为了探明华北落叶松(Larix gmelinii var. principis-rupprechtii)人工林的碳循环过程, 该研究以河北围场地区的华北落叶松人工林为例, 基于CO2FIX模型, 以在当地的实际调查数据、文献数据作为输入数据, 从生物量、土壤和木质林产品碳库3个方面探讨了华北落叶松人工林的碳循环过程和碳汇能力。结果表明: 华北落叶松人工林土壤碳库最大, 生物量碳库次之, 林产品碳库最小, 但是林产品碳库随时间呈逐渐增加的趋势; 在一个轮伐期内(50年), 每公顷华北落叶松人工林约固定了250 t碳, 其中约70%通过凋落物和采伐剩余物的方式进入土壤碳库, 约30%进入木质林产品碳库; 华北落叶松人工林在生长的大部分时间是一个碳的吸收汇, 而在森林采伐时成为暂时的排放源, 从长时间尺度上看, 每公顷华北落叶松人工林每年大约固定0.3 t左右的碳。该研究结果表明了木质林产品碳库在人工林碳循环中的重要作用, 这将有助于更加全面地认识人工林的碳循环过程和碳汇能力。     

长期氮沉降下杉木人工林凋落物与土壤的C、N、P化学计量特征

为研究长期氮沉降条件下林木凋落物与土壤养分之间的关系,该文以亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象,分析了模拟氮沉降处理第12年时杉木林凋落物不同组分(叶、枝、果)与不同土层土壤(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm)的C、N、P含量及其化学计量比。氮沉降处理分4个水平,分别为N0(0 kg N·hm^-2·a^-1)、N1(60 kg N·hm^-2·a^-1)、N2(120 kg N·hm^-2·a^-1)、N3(240 kg N·hm^-2·a^-1),每处理重复3次。结果表明:(1)凋落物各组分的C、N、P含量及其化学计量比均高于土壤; 凋落物和土壤化学计量比均表现为C/P>C/N>N/P; 凋落物不同组分的C、N含量表现为叶>果>枝,而P含量表现为叶>枝>果。(2)12 a氮沉降增加了凋落物叶、枝和果的N含量,增幅分别为4.24%、15.97%、6.47%; 同时增加了凋落物枝N/P,降低了凋落物枝C含量、C/N和C/P; 中-高氮沉降(N2、N3)增加了土壤N含量,低氮沉降(N1)增加了土壤C/P、N/P。(3)相关性分析表明凋落物N与土壤N显著正相关,土壤C/P与凋落物C/P、N/P显著负相关,土壤P与凋落物N/P显著负相关。综上结果说明凋落物N是土壤N的重要N素来源之一,而土壤N可能是决定长期氮沉降后凋落物N/P的主要因素。     

红松人工林凋落物营养元素的分析

红松(Pinus koraiensis)人工林凋落物是生态系统中物质循环和能量转化的一个组成部分,是近于封闭式养分循环的重要环节。因此进行调落物营养元素的分析不仅能揭示营养循环的变化规律,而且对生物自肥,增加地力潜在生产力,予测红松人工林生长的前景有其重要意义。     

天然枫桦红松林凋落量动态及养分归还量

三年定位研究表明小兴安岭天然枫桦红松林年均凋落量有5.8t／ha(干重)。凋落量的季节变化格局是随着气候变冷有一明显秋季凋落高峰期(9—10月)。凋落物每年养分的归还量：Ca、N、K、Mg、P,相应为67.0、56.9、14.8、9.5、和6.6kg／ha,总计155.0kg／ha。据测定阔叶树落叶养分含量明显高于所有针叶的含量。尽管阔叶树的年凋落量仅占该混交林的年总凋落量的三分之一,阔叶树落叶仍有相当高的养分比例(43.4%)归还土壤。因此,红松林分的经营管理中,保留适当比重的阔叶树有利于土壤改良和促进林分生长。     

The Chemical Elements of Planted Forest of Pinus tabnlaeformis

The concentration of chemical elements in the edifieator Pinus tabulaeformis of 28- aged pine plantation from leaves, small branches(< 1.5 cm diameter), branches (> 1.5 cm diameter) to trunk graduately declined. C was the most abundant element in pine plantation. The N content was more abundant in leaves, Ca, K, Mg. P were plentiful as well. The mineral content in small root (<2 cm diameter) was richer than that in root (>2 cm diameter). There were plenty of C, N, P. and Ca in the shrub layer, especially in the leaves of shrubs. The concentration of mineral elements in aboveground part of grasses was obviously lower than those in the leaves of shrubs. Comparing chemical elements of litter with those in living leaves and branches, the contents of Fe and A1 in the litter increased, the other elements more or less decreased. The accumulation of C in different layer of plantation except litter reached 22.43 t/ha, the accumulation amounts of Ca and N ranged 157–161 kg/ha. The retention of C in pine plantation was the highest among the elements, Ca retained in tree layer and N, K in shrub layer showed very plentiful also. Ca returned by litter was more than the others except C. The efficiency of P and K uptaked by plant from soil was high. To use the P and K fertilizers will accelerate the growth of Pine plantation.     

Litter fall of the paperbark tree (Melaleuca cuticularis) in the marshes of the Blackwood River Estuary,Western Australia

Paperbark low closed forest, dominated by Melaleuca cuticularis, produced 430 g (dry weight), m^?2 of litter over a year, containing some 3.4 g.m^?2 of nitrogen and 77 mg.m^?2 of phosphorus. Twigs and bark made up more than 50% of the total annual litter fall. The twigs and bark contribute most of the nitrogen (54 %) and phosphorus (56%), compared with leaf fall (37% and 35%) and flower and fruit fall (8% and 9%). The fall of leaves, twigs and bark was primarily related to wind, and flower and fruit fall was greatest after flowering. The litter must make a significant contribution to the accretion of peat. Since the forest covers some 200 ha of the lower Blackwood River estuary, it may contribute some 8001 of litter to the ecosystem each year, containing some 6600 kg of nitrogen and 154 kg of phosphorus.     

Cs-134/137 contamination and root uptake of different forest trees before and after the Chernobyl accident

Summary The Cs-134/137 activities were measured from different tree organs of spruce, larch and sycamore maple. Two locations in South Bavaria were monitored during a period of 2.5 years following the Chernobyl accident. Samples taken in 1985 allow to determine the Cs-137 contamination before the accident. Increasing Cs-137 activities from older to younger needle years ofPicea abies caused by root-uptake of the global weapons' fallout are due to the high phloem mobility of this element and the remaining of the needles at the tree for about 6–7 years. In contrast, the Cs-137 activity was much smaller in leaves of larch and sycamore maple. After the Chernobyl accident, the higher contamination of spruce > larch > sycamore maple is dependent on the roughness of bark, absolute bark surface and the existence of leaves during the deposition of Chernobyl-derived radioactivity. The Cs-134/137 activity (Bq/kg d.w.) was about 25-times higher in bark compared to wood ofPicea abies and 1.5–4.7 times higher in directly contaminated twig-axes than in leaves. Till the end of the investigation the major contamination of the shoots was due to direct deposition of cesium on the trees. A maximum of 5–15% of the total activity of the directly contaminated branches of the plants was calculated to be part of root-uptake, depending on the amount of initial retention. 20% of the translocated cesium into new leaves of larch and about 50% into sycamore maple resulted from root-uptake 2.5 years after the accident.     

辽东山区落叶松人工林地上生物量和养分元素分配格局

落叶松是我国北方最主要的人工用材林树种,由于人工林树种单一、结构简单等原因,导致土壤养分循环出现失衡.研究落叶松生物量和养分元素分配规律,可以为落叶松人工林的合理经营和养分循环研究提供科学参考.本文以辽东山区19年生二代落叶松人工林(胸径12.8 cm,树高15.3 m,密度2308株·hm^-2)为对象,研究其地上各器官(干、枝、皮、叶)生物量、碳和养分元素含量(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn)的积累规律和分配格局.结果表明：单株落叶松生物量为70.26 kg,林分水平落叶松生物量为162.16 t·hm^-2,各器官生物量差异显著,排序为：树干>树枝>树皮>树叶;单株落叶松养分积累量为749.94 g,林分水平落叶松养分积累量为1730.86 kg·hm^-2,其中,大量元素和微量元素的养分积累量均为树干显著高于树枝、树皮和树叶.全叶期每砍伐一棵落叶松(19年生),平均从系统中带出749.94 g养分元素;如果将树皮、树枝、树叶留在林地仅仅带走树干,带出的养分元素可减少40.7%.
     

Leaf-litter and changing nutrient levels in a seasonally dry tropical hardwood forest,Belize, C.A.

Summary Total above ground plant biomass in a 45 year old seasonally dry tropical hardwood forest was estimated to be approximately 56,000 kg/ha oven dry weight. Nutrients immobilized in the standing vegetation were: N, 203 kg/ha; P, 24 kg/ha; K, 234 kg/ha; Ca, 195 kg/ha; Mg, 47 kg/ha; Na, 9 kg/ha; Mn, 1 kg/ha; Cu, 0.5 kg/ha; Zn, 3 kg/ha; Fe, 4 kg/ha. Total nutrients returned each year through the litter were: N, 156 kg/ha; P, 9 kg/ha; K, 59 kg/ha; Ca, 373 kg/ha; Mg, 32 kg/ha; Na, 5 kg/ha; Mn, 1 kg/ha; Al, 21 kg/ha; Zn, 0.3 kg/ha; Fe, 9 kg/ha. Half of the nutrients immobilized in the standing vegetation were found in the leaves and are returned annually to the soil. Although litter fall is interrupted during the year, the mean nutrient content of the litter was high –5.2%.A decomposition rate of 0.48 percent per day was considered high for a seasonally dry tropical hardwood forest. Fluctuations in soil nutrient levels showed a sharp increase at the start of the rainy season. Later during the dry season nutrient levels decreased to concentrations similar to what they were just prior to the rainy season. Soil organic matter levels were very high –20% in the top 12 cm.     

六盘山华北落叶松林和红桦林枯落物持水特征及其截持降雨过程

在六盘山南坡野外调查了华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)和红桦(Betula albo-sinensis)两个林分的枯落物数量特征,其厚度分别是3.6cm和4.0cm,储量为16.83 t/hm2和9.04 t/hm2.浸泡测定了单位重量(1.0kg/m2)枯落物的持水能力,华北落叶松林和红桦林的最大持水深分别是1.8 mm和2.7 mm.在六盘山地区自然雨强范围内(<30 mm/h),利用模拟降雨研究了枯落物的截持降雨过程,表明枯落物持水能力随雨强增大而提高;在雨强为30 mm/h时,华北落叶松林和红桦林枯落物(1.0kg/m2)的最大截持雨量为1.5mm和2.6mm,分别是浸泡测定持水能力的83.3%和96.2%,两种实验吸持水分的过程基本一致.分析表明,枯落物截持过程的吸水速率受其本身含水量大小的影响,同时构建了具有较好截持机制的枯落物截持降雨过程模型,并基于枯落物浸泡实验和模拟降雨截持实验的数据拟合了模型参数.     

林地枯落物最佳蓄积量确定方法的探讨

本文根据最优化理论原理,在综合考虑森林枯落物抑制土壤蒸发、控制土壤侵蚀及影响土壤矿质层温度三个主要的生态因子的前提下,提出了确定林地枯落物最佳蓄积量的方法。研究工作中,依此确定出华北落叶松人工林和辽东栎林地的枯落物最佳蓄积量分别为16.0吨/公颐和10.5吨/公顷。通过改变模型中的参数,本方法可用于任何立地环境中去。